1. MQTT 介绍

• 它是一种 机器之间通讯 machine-to-machine (M2M)、物联网 Internet of Things （IoT）常用的一种轻量级消息传输协议
• 适用于网络带宽较低的场合
• 包含发布、订阅模式，通过一个代理服务器（broker），任何一个客户端（client）都可以订阅或者发布某个主题的消息，然后订阅了该主题的客户端则会收到该消息

  1.1 消息主题

• 发布消息或者订阅消息都要选定一个消息主题，消息主题可以任意定制，类似文件系统，用 “/” 进行分隔，例如主题为 /a/b/c/d 的消息
• 客户端可以使用完全字符匹配消息，也可以使用通配符进行消息匹配
• 通配符 + ：替换任意单个层级。比如订阅 /a/b/c/d、/a/+/c/d 、+/+/+/+ 主题的消息即可收到主题为 /a/b/c/d 的消息，而 b/+/c/d 、 +/+/+ 不会匹配
• 通配符 # ：匹配任意层级，只能用于末尾， #、a/# 可以匹配上面的主题消息
• 长度为 0 的主题层级也是允许的。比如发布主题为 a//topic 的消息，客户端可以用 a/+/topic 进行匹配。/a/topic 的主题用 +/a/topic、#、/# 可以匹配。

  1.2 服务质量（Quality of Service，QoS）

MQTT 定义了三种客户端与代理服务器之间消息到达的难度

• 0：broker/client 之间消息传一次，并不确认传到没有，消息可能丢失
• 1：broker/client 之间消息至少一次，带确认消息的传输，可能重复收到
• 2：broker/client 之间消息仅有一次，利用四次握手进行确认，网络延迟可能会增加 当客户端订阅的消息质量与代理服务器发布主题的质量不同时，客户端会选择难度最小的 QoS 接收消息

• 发布等级为 2 ，客户端订阅等级为 0， 那么客户端接收到的 QoS = 0
• 发布等级为 0 ，订阅等级为 2，那么客户端接收到的 QoS = 0

  1.3 消息保留

• 即当 broker 正在发送消息给 client 时，消息会保存，如果此时有新的 client 订阅了该主题的消息，那么它也会收到消息。这种做法的好处就是当消息主题经常变换的时候，如果有新的 client 订阅该消息，那么它不用等待太长的时间就可以收到消息

  1.4 会话清除

• client 可以设置 clean session 标志位，当 clean session = false 时，client 失去连接时， broker 会一直保留消息直到 client 重新连接。而 clean session = true 时，broker 会清除所有的消息当这个 client 失去连接。

  1.5 消息意愿

• 当 client 连接上 broker 时，client 会提示 broker 它有一个意愿消息，这个意愿消息将会在 client 失去连接时，broker 发送出去。消息意愿和普通消息一样都包含主题和内容。 以上来自知乎：https://zhuanlan.zhihu.com/p/41156335

1.6 下载EMQTT

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wget http://emqtt.com/static/brokers/emqttd-centos7-v2.3.1.zip

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yum install unzip -y

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unzip emqttd-centos7-v2.3.1.zip

1.7 运行MQTT软件

进入 emqttd 主文件 ：

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cd emqttd

开始安装 emqttd 主文件 ，注意有小数点 ：

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./bin/emqttd console

如果出现以下画面，恭喜，安装成功！

CTRL+ C 关闭控制台。守护进程模式启动:

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./bin/emqttd start

启动错误日志将输出在 log/ 目录。EMQ 消息服务器进程状态查询:

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./bin/emqttd_ctl status

-正常运行状态，查询命令返回:

1.8 服务器需开放的端口

1.9 登陆MQTT后台

在浏览器输入该公网IP后面+端口号 :18083，进入后台。默认账号 admin ，密码 public

转自：https://blog.csdn.net/xh870189248/article/details/78867173

HC-SR04

一款利用超声波测距离的传感器，多应用于 机器人避开障碍物，距离测量。
其模块，用Trig触发测距
会发出8 个 40khz的方波，自动检测是否有信号返回
有信号返回，通过echo输出高电平，高电平持续的时间就是距离的2倍
测量距离 = （高电平时间*声速）/ 2

主要技术参数

1：使用电压：DC—5V
2：静态电流：小于2mA
3：电平输出：高5V
4：电平输出：底0V
5：感应角度：不大于15度
6：探测距离：2cm-450cm
7: 高精度 可达0.2cm

Bom表

Arduino Uno *1
HC-SR04超声波传感器 *1
面包板 *1
跳线 若干
尺子 *1
障碍物 *1

引脚说明

VCC – 供5V电源
TRIG – 触发控制信号输入
ECHO – 回响信号输出等四个接口端
GND – 为地线

接线方式

程序实现

代码：

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#define Trig 2 //引脚Tring 连接 IO D2
#define Echo 3 //引脚Echo 连接 IO D3 

float cm; //距离变量
float temp; // 

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(Trig, OUTPUT);
pinMode(Echo, INPUT);
}

void loop() {
//给Trig发送一个低高低的短时间脉冲,触发测距
digitalWrite(Trig, LOW); //给Trig发送一个低电平
delayMicroseconds(2);    //等待 2微妙
digitalWrite(Trig,HIGH); //给Trig发送一个高电平
delayMicroseconds(10);    //等待 10微妙
digitalWrite(Trig, LOW); //给Trig发送一个低电平

temp = float(pulseIn(Echo, HIGH)); //存储回波等待时间,
//pulseIn函数会等待引脚变为HIGH,开始计算时间,再等待变为LOW并停止计时
//返回脉冲的长度

//声速是:340m/1s 换算成 34000cm / 1000000μs => 34 / 1000
//因为发送到接收,实际是相同距离走了2回,所以要除以2
//距离(厘米)  =  (回波时间 * (34 / 1000)) / 2
//简化后的计算公式为 (回波时间 * 17)/ 1000

cm = (temp * 17 )/1000; //把回波时间换算成cm

Serial.print("Echo =");
Serial.print(temp);//串口输出等待时间的原始数据
Serial.print(" | | Distance = ");
Serial.print(cm);//串口输出距离换算成cm的结果
Serial.println("cm");
delay(100);
}

实例效果

按下串口监视器，可以看到测量出来的距离是9.8cm-10.1cm 误差大概在0.2cm左右

转自：https://blog.csdn.net/ling3ye/article/details/51407328

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。

1.舵机与控制原理

2.servo类介绍
servo类下有以下成员函数
attach()//连接舵机
write()//角度控制
writeMicroseconds()//
read()//读上一次舵机转动角度
attached()//
detach()//断开舵机连接

普通舵机有3根线：GND（黑）、VCC（红）、Signal（黄），一般情况下，我们建议为舵机单独供电，此处实验为了图方便，用arduino为舵机供电。

3.实例1
需要的器材：
arduino控制器、舵机、**杜邦线若干**
首先将舵机如下图连接：

下载以下例程（程序可以在IDE>File>Examples>Servo>Sweep中找到，我只是做个中文介绍）

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#include <Servo.h> 
Servo myservo;  //创建一个舵机控制对象
                          // 使用Servo类最多可以控制8个舵机
int pos = 0;    // 该变量用与存储舵机角度位置
/*~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~华丽的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ */
void setup() 
{ 
  myservo.attach(9);  // 该舵机由arduino第九脚控制
} 
/*~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~华丽的分割线 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ */ 
void loop() 
{ 
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 1)  // 从0度到180度运动 
  {                                                     // 每次步进一度
    myservo.write(pos);        // 指定舵机转向的角度
    delay(15);                       // 等待15ms让舵机到达指定位置
  } 
  for(pos = 180; pos>=1; pos-=1)   //从180度到0度运动  
  {                                
    myservo.write(pos);         // 指定舵机转向的角度 
    delay(15);                        // 等待15ms让舵机到达指定位置 
  } 
}

4.实例2
需要的器材：
arduino控制器、舵机、电位器、杜邦线若干
首先将舵机如下图连接：

下载以下例程（程序可以在IDE>File>Examples>Servo>Knob中找到）

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#include <Servo.h> 

Servo myservo;  
//创建一个舵机控制对象  

int potpin = 0;  //该变量用于存储用电位器读出的模拟值
int val;    
// 该变量用与存储舵机角度位置  

void setup() 
{ 
  myservo.attach(9);  
// 该舵机由arduino第九脚控制  
} 

void loop() 
{ 
  val = analogRead(potpin);            //读取电位器控制的模拟值 (范围在0-1023) 
  val = map(val, 0, 1023, 0, 179);     // scale it to use it with the servo (value between 0 and 180) 
  myservo.write(val);                  
// 指定舵机转向的角度  
  delay(15);                           
// 等待15ms让舵机到达指定位置   
}

5.其他驱动方法：

传送门：
arduino驱动舵机，不调用库函数：http://www.arduino.cn/thread-45-1-1.html

转自：https://www.arduino.cn/thread-1038-1-1.html